Lanzamiento de

cohetes al espacio

¿Qué es un cohete?

Un cohete espacial es una máquina que, utilizando un motor de combustión, Por extensión, el vehículo, generalmente espacial, que presenta motor de propulsión de este tipo es denominado cohete o misil. Normalmente, su objetivo es enviar artefactos (especialmente satélites artificiales y sondas espaciales) o naves espaciales y hombres al espacio.

El origen del cohete es probablemente oriental. La primera noticia que se tiene de su uso es del año 1232, en China, donde fue inventada la pólvora.

Pero no fue hasta

El 24 de julio de 1950. Ese día, el Ejército de Estados Unidos lanzó el primer cohete espacial, en el estado de Florida: el Bumper 8.

¿ De donde se lanzan los cohetes?

Desde el Centro Espacial Kennedy está ubicado en la costa atlántica central de Florida, a unas 50 millas (75 km) al este de Orlando y a mitad de camino entre Miami y Jacksonville

¿Por qué de Cabo Cañaveral?

Por que esta anclado exactamente en el ecuador de la Tierra, a unos dos mil kilómetros al sur de Hawái, la rotación del planeta da un impulso extra al cohete. De esta manera los lanzamientos de la línea ecuatorial permiten ahorrar combustible y añadir mayor carga. El mismo cohete lanzado desde Cabo Cañaveral, 28 grados al norte, tendría que llevar hasta un veinte por ciento menos de carga que su homólogo ecuatorial.

¿Cómo funciona un cohete espacial?

Se desplaza siguiendo los principios expuestos por Isaac Newton en su famosa Tercera ley del Movimiento: A una fuerza llamada acción se opone otra llamada reacción, de igual magnitud, pero de sentido contrario.

Por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma: Las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud y sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.

La fuerza de propulsión que desarrolla el cohete es igual al producto de la masa de gases que arroja en un segundo por la velocidad de los mismos, es decir:

E = m.v

Aplicación:

Si un motor-cohete consume 10 kg. de propergol por segundo y expulsa los gases a una velocidad de 3.000 metros por segundo, el empuje obtenido sería de:

Ejemplo :

E=10 . 3000/9.8 =3.061 Km ó 3061 Tm.

La cantidad de gas expulsado y su velocidad de salida son constantes pero a medida que va consumiendo su combustible, la masa del cohete disminuye, por lo que la velocidad, del mismo irá aumentando sucesivamente hasta que alcance su límite máximo cuando el combustible se haya acabado por completo.

De esta forma vemos que el cohete despega del suelo con cierta lentitud en principio, para irse acelerando progresivamente a medida que transcurre su vuelo. Esta característica le permite vencer la resistencia del aire con más facilidad que si saliese despedido a su velocidad máxima.

Para calcular con exactitud las posibilidades de aumento de la velocidad final, tenemos que utilizar el término «razón de masas», que corresponde al cociente de dividir la Masa total del cohete al despegar (M1) por la Masa final al consumir todo su combustible (M2).

Velocidad de KM/seg. que alcanza un cohete al final de la combustión en función de la razón de las masas, es decir, la relación entre la masa total en el momento del despegue y la masa al final de la combustión

Así la fórmula que nos dará la velocidad final del cohete, descubierta por Ziolkovsky, es la siguiente:

y = c.loge (M1/M2)

Es decir que la velocidad final (u) será igual al producto de la velocidad de eyección de los gases (c) por el logaritmo neperiano de la razón de masas. (El logaritmo neperiano es igual al logaritmo decimal x 2,3).  Esta velocidad final será exactamente igual a la velocidad de salida de los gases cuando el logaritmo valga 1, es decir cuando la razón de masas valga 2,718 que es la base de los logaritmos neperianos

Ejemplo:Supongamos que un cohete tiene una razón de masas de 3, lo que quiere decir que el combustible representa los dos tercios de su peso total, y que expele los gases a 2.000 m. por seg. La velocidad que alcance al final de la combustión será:

v = 2.000 x loge 3= 2.200 m. por seg.

Si la razón de masas hubiese sido de 10 y los gases se expelen a la misma velocidad de 2.000 m. por seg. la velocidad final sería de: v= 2.000 x log 10 x 2,3 = 4.600 m. por seg. Lo que demuestra la importancia que tiene para la velocidad final del cohete el incremento en la razón de masas.

Partes de un cohete